电动振动台动圈平衡控制技术

　　1 引言

　　电动振动台的工作原理是基于载流导体在磁场中要受到电磁力作用的安培定律。它的台体部分主要由活动系统(俗称动圈)、磁路系统、弹性支承系统、导向机构、冷却装置等组成。动圈由驱动线圈和工作台面组成。弹性支承系统由空气弹簧、气室和辅助装置组成, 它将动圈的驱动线圈置于磁路系统产生的工作气隙中, 使驱动线圈通电后能获得自由的上下振动; 其支承能力要具有足够的刚度以支承整个活动系统(包括负载), 并且产生恢复力使动圈处于平衡位置。导向机构的作用是限制驱动线圈上下振动时产生的横向运动。

　　2 动圈漂移的原因、危害及传统的预防措施

　　电动振动台工作时, 动圈的平衡位置会发生变化即漂移。漂移分静态和动态两种。

　　2.1 动圈偏移的原因

　　2.1.1 静态漂移的原因

　　1) 功率放大器输出端的直流电压发生漂移;

　　2) 承载空气弹簧由于温度变化引起空气体积变化;

　　3) 气路发生泄露;

　　4) 试验产品的质量发生变化。

　　2.1.2 动态漂移的原因

　　a) 放大器输出波形失真比如正弦波正负半波不对称, 出现直流电压。

　　b) 动生电势。在位移及速度区域, 振动台动圈骨架的加强环部分在磁场中运动, 产生速度电势(俗称发电效应), 经骨架形成回路, 而产生一种阻碍动圈运动的力。在振动台动圈运动过程中, 该力大小表现为动圈骨架进入磁场气隙的数值大于动圈骨架离开气隙磁场的数值, 其外在表现为: 动圈在速度和位移区, 动圈骨架向离开气隙的方向漂移。位移和速度越大, 频率越高, 漂移越严重。

　　c) 感生电势。在速度区域及靠近速度区域的加速度区域, 动圈骨架的加强环部分被流过振动台动圈的电流产生的交变磁场感应, 产生感应电势,经骨架形成回路而产生一种阻碍动圈运动的力。该力对动圈漂移方向的影响表现为随机性, 与动圈振动加速度的大小、频率、试验产品的重力、动圈(机械和电气)阻尼有关, 例如: 定速度或定加速度扫频时, 某个临界频率以上, 向上(下)漂移,某个临界频率以下, 向下(上)漂移; 又如: 定频工作时, 每次开机, 漂移方向都不相同, 表现为很大的随机性, 动圈电流越大, 频率越高, 漂移越严重。

　　d) 磁路系统产生工作气隙磁通密度的非线性、非对称性。

　　e) 在位移及速度区域, 因动圈运动而引起缸体的反向运动。

　　2.2 动圈漂移的危害

　　a) 使动圈的有效行程减小, 例如: 行程为51mm峰—峰值的振动台, 在连续扫频时, 其有效行程仅为38mm。